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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile auf einer
Leitplatte.
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In der jüngeren Vergangenheit wurde
die Positioniergenauigkeit zum Montieren elektronischer Bauteile
auf Elektrodenflächen
einer Leiterplatte verbessert. Um elektronische Bauteile auf einer
Leiterplatte mittels eines Transferkopfes zu montieren, müssen die
Leiterplattenelektroden bzw. Elektrodenflächen und die elektronischen
Bauteile mit hoher Genauigkeit zueinander ausgerichtet sein. Daher werden
typischerweise Bilder der Leiterplatte und der elektronischen Bauteile
mittels einer Kamera aufgenommen, wobei die Leiterplatte und die
elektronischen Bauteile identifiziert und eine Positionsverschiebung
erfasst wird, die dann zum Zeitpunkt des Montagevorgangs, bevor
die elektronischen Bauteile auf den Elektrodenflächen montiert werden, korrigiert wird.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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In der zuvor beschriebenen konventionellen Montagevorrichtung
werden der Bildaufnahmevorgang der Leiterplatte mittels der Kamera
und der Montagevorgang des Transferkopfes im gleichen Zyklus durchgeführt und
daher besteht die Tendenz, dass die Taktzeiten verzögert werden.
Insbesondere bei einer Mehrfachleiterplatte, in der eine große Anzahl
von Einheitsleiterplatten eingebaut werden, muss die Positionserfassung
für jede
Einheitsleiterplatte ausgeführt
werden und daher ist eine große Zeitspanne
bei der Bilderkennungsverarbeitung erforderlich, was sich hinderlich
auf die Verbesserung der Montageeffizienz auswirkt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung zum Montieren elektronischer Bauteile und ein Verfahren
zum Montieren elektronischer Bauteile bereitzustellen, die die Möglichkeit
bieten, elektronische Bauteile auf einer Leiterplatte in effizienter
Weise zu montieren.
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Erfindungsgemäß wird eine Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile bereitgestellt, um elektronische Bauteile mittels eines
Transferkopfes, der mehrere Ansaugdüsen zum Ansaugen und Halten
der elektronischen Bauteile aufweist, zu einer Leiterplatte zu transportieren
und darauf zu montieren. Die Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile umfasst: einen Bauteilzufuhrabschnitt zum Zuführen der
elektronischen Bauteile; einen Leiterplattenpositionierabschnitt
zum Positionieren der Leiterplatte; eine Kopfantriebseinrichtung
zum Verfahren des Transferkopfes zwischen dem Bauteilzufuhrabschnitt und
dem Leiterplattenpositionierabschnitt und zum Durchführen der
Justierung des Transferkopfes, wenn die elektronischen Bauteile
aus dem Bauteilezufuhrabschnitt entnommen werden und wenn die elektronischen
Bauteile in dem Leiterplattenpositionierabschnitt montiert werden;
eine Bildaufnahmeeinrichtung, die so angeordnet ist, dass die Bildaufnahmeeinrichtung
sich auf den Leiterplattenpositionierabschnitt hinbewegen und sich
von diesem zurückziehen
kann, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Bildes
der Leitplatte dient, wenn diese sich über die Leiterplatte in dem
Leiterplattenpositionierabschnitt bewegt; eine Positionserfassungseinrichtung
zum Detektieren der Position der Leiterplatte auf der Grundlage
von Bilddaten, die durch das Aufnehmen des Bildes der Leiterplatte
bereitgestellt werden; und einen Steuerabschnitt zum Steuern der
Kopfantriebseinrichtung auf der Grundlage des Positionserfassungsergebnisses.
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Erfindungsgemäß wird ferner eine Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile bereitgestellt, um mittels eines Transferkopfes mit mehreren
Ansaugdüsen
zum Ansaugen der elektronischen Bauteile elektronische Bauteile
zu einer Leiterplatte zu transportieren und darauf zu montieren.
Die Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile umfasst einen Bauteilzufuhrabschnitt zum
Zuführen
der elektronischen Bauteile; einen Leiterplattenpositionierabschnitt
zum Positionieren der Leiterplatte; eine Kopfantriebseinrichtung
zum Bewegen des Transferkopfes zwischen dem Bauteilzufuhrabschnitt
und dem Bauteilpositionierabschnitt, wenn die elektronischen Bauteile
aus dem Bauteilzufuhrabschnitt herausgenommen werden und wenn die
elektronischen Bauteile in dem Leiterplattenpositionierabschnitt
montiert werden, wobei die Kopfantriebseinrichtung eine Justieroperation
für den
Transferkopf durchführt;
eine Bildaufnahmeeinrichtung, die so angeordnet ist, dass diese
sich zu dem Leiterplattenpositionierabschnitt bewegen und sich von
diesem zurückziehen
kann, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild der Leiterplatte
aufnimmt, wenn diese sich über
die Leiterplatte über
dem Leiterplattenpositionierabschnitt bewegt; eine Lotpositionserfassungseinrichtung
zum Detektieren der Position eines auf eine Elektrode der Leiterplatte
aufgebrachten Lotes auf der Grundlage von Bilddaten, die durch Aufnehmen
des Bildes der Leiterplatte bereitgestellt werden; eine Montagekoordinatenberechnungseinrichtung
zum Berechnen der Montagekoordinaten beim Montieren der elektronischen
Bauteile mittels des Transferkopfes auf der Grundlage des Ergebnisses
der Lotpositionserfassung; und einen Steuerabschnitt zum Steuern
der Kopfantriebseinrichtung auf der Grundlage der Montagekoordinaten.
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Erfindungsgemäß wird ferner ein Montageverfahren
für elektronische
Bauteile bereitgestellt, um elektronische Bauteile aus einem Bauteilezufuhrabschnitt
mittels eines Transferkopfes herauszunehmen, der durch eine Kopfantriebseinrichtung
bewegt wird, um zum Transportieren und Montieren der elektronischen
Bauteile zu einer in einem Leiterplattenpositionierabschnitt angeordneten
Leiterplatte und zur Montage der elektronischen Bauteile darauf. Das
Montageverfahren für
elektronische Bauteile umfasst die Schritte: Aufnehmen eines Bildes
durch eine bewegbare Bildaufnahmeeinrichtung, die so angeordnet
ist, dass diese sich zu dem Leiterplattenpositionierabschnitt hinbewegen
und von diesem zurückziehen
kann, um sich über
die Leiterplatte in dem Leiterplattenpositionierabschnitt zu bewegen
und um ein Bild der Leiterplatte aufzunehmen; Erfassen der Position
der Leiterplatte auf der Grundlage von Bilddaten, die durch das
Aufnehmen des Bildes der Leiterplatte bereitgestellt werden; Herausnehmen
der elektronischen Bauteile aus dem Bauteilezufuhrabschnitt mittels
d es Transferkopfes; und Montieren der Bauteile, wobei die Kopfantriebseinrichtung
auf der Grundlage des Positionserfassungsergebnisses gesteuert wird,
wodurch der Transferkopf über
die in dem Leiterplattenpositionierabschnitt angeordnete Leiterplatte
bewegt wird und die elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte
montiert werden. In diesem Verfahren wird der Schritt des Bildaufnehmens
durch den Leiterplattenpositionierabschnitt ausgeführt, der Schritt
des Herausnehmens von Bauteilen wird mittels des Bauteilezufuhrabschnittes
ausgeführt,
wobei beide Schritte gleichzeitig durchgeführt werden.
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Ferner wird erfindungsgemäß ein Montageverfahren
für elektronische
Bauteile bereitgestellt, um elektronische Bauteile aus einem Bauteilezufuhrabschnitt
mittels eines Transferkopfes herauszunehmen, der durch eine Kopfantriebseinrichtung
bewegt wird, und um die elektronischen Bauteile zu einer in einem
Leiterplattenpositionierabschnitt angeordneten Leiterplatte zu transportieren
und darauf zu montieren. Das Montageverfahren für elektronische Bauteile umfasst
die Schritte: Entnehmen der elektronischen Bauteile von dem Bauteilezufuhrabschnitt mittels
des Transferkopfes; Aufnehmen eines Bildes zum Verfahren einer Bildaufnahmeeinrichtung,
die so angeordnet ist, dass diese sich zu dem Leiterplattenpositionierabschnitt
bewegen und sich von diesem zurückziehen
kann, um sich über
die Leiterplatte in dem Leiterplattenpositionierabschnitt zu bewegen und
um ein Bild der Leiterplatte aufzunehmen; Erfassen der Position
eines Lotes, das auf eine Elektrode der Leiterplatte aufgebracht
ist, auf der Grundlage von Bilddaten, die durch das Aufnehmen des
Bildes der Leiterplatte bereitgestellt werden; Berechnen von Montagekoordinaten
bei dem Montagevorgang der elektronischen Bauteile durch den Transferkopf
auf der Grundlage des Ergebnisses des Erfassens der Lotposition;
und Montieren der Bauteile, wobei die Kopfantriebseinrichtung auf
der Grundlage der Montagekoordinaten gesteuert wird und die elektronischen
Bauteile auf der Leiterplatte montiert werden. In diesem Verfahren
wird das Bildaufnehmen durch den Leiterplattenpositionierabschnitt
und das Entnehmen der Bauteile mittels des Bauteilezufuhrabschnittes
ausgeführt,
wobei beide Schritte gleichzeitig ausgeführt werden.
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Erfindungsgemäß wird der Bildaufnahmevorgang
in dem Leiterplattenpositionierabschnitt und der Vorgang des Entnehmens
der elektronischen Bauteile durch den Transferkopf in dem Bauteilezufuhrabschnitt
gleichzeitig ausgeführt,
so dass die Taktzeit verkürzt
werden kann und die elektronischen Bauteile können in effizienter Weise auf
der Leiterplatte montiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht einer Montagevorrichtung für elektronische Bauteile gemäß einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2A ist
eine Draufsicht einer Leiterplatte, auf der Bauteile mittels der
Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung zu
Montieren sind, und 2B ist
eine Draufsicht einer Einheitsleiterplatte, auf der Bauteile mittels
der Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile der ersten Ausführungsform der
Erfindung zu montieren sind.
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3 ist
eine Blockansicht, um die Konfiguration eines Steuerungsystems der
Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile der ersten Ausführungsform der Erfindung zu
zeigen;
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4 ist
ein Flussdiagramm des Montagevorgangs in einem Montageverfahren
für elektronische
Bauteile der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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5A und 5B sind Ansichten zur Erläuterung
des Prozesses für
das Montageverfahren elektronischer Bauteile der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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6A und 6B sind erläuternde
Ansichten für
die Prozesse des Montageverfahrens für elektronische Bauteile gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung;
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7 ist
eine Draufsicht einer Montagevorrichtung für elektronische Bauteile gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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8A und 8B sind Teildraufsichten
einer Leiterplatte, auf der Bauteile mittels der Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zu montieren sind;
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9 ist
eine Blockansicht, um die Konfiguration eines Steuersystems der
Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile der zweiten Ausführungsform der Erfindung zu
zeigen;
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10 ist
ein Flussdiagramm für
die Verarbeitung zur Aktualisierung von Montagekoordinaten der Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile der zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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11A und 11B sind erläuternde
Ansichten für
Prozesse eines Montageverfahrens für elektronische Bauteile der
zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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12A und 12B sind erläuternde
Ansichten für
Prozesse des Montageverfahrens für
elektronische Bauteile der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine
Transportbahn; das Zeichen 102 eine Leiterplatte; das Zeichen 102a eine
Einheitsleiterplatte; das Zeichen 103 einen Bauteilezufuhrabschnitt; das
Zeichen 109 einen Transferkopf; das Zeichen 110 eine
Ansaugdüse;
das Zeichen 113 eine Bauteileerkennungskamera, das Zeichen 115 eine
Leiterplattenerkennungskamera; das Zeichen 120 eine CPU;
das Zeichen 123 einen Bilderkennungsabschnitt; das Zeichen 126 einen
Kopfantriebsmechanismus; das Zeichen 127 einen Kameraantriebsmechanismus;
das Zeichen 201 eine Transportbahn; das Zeichen 202 eine
Leiterplatte; das Zeichen 202a eine Einheitsleiterplatte;
das Zeichen 203 einen Bauteilzufuhrabschnitt; das Zeichen 207 einen
Transferkopf; das Zeichen 208 eine Ansaugdüse; das
Zeichen 210 eine Bauteileerkennungskamera; das Zeichen 212 eine
Leiterplattenerkennungskamera; das Zeichen 220 eine CPU;
das Zeichen 223 einen Bilderkennungsabschnitt; und das
Zeichen 224 einen Abschnitt zum Berechnen von Montagekoordinaten.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Es wird nun eine erste Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen erläutert. In
dieser Ausführungsform
müssen, – bei einer
Technik zum Montieren von Halbleiterchips auf einer Leiterplatte,
bei einem Verfahren zum elektrischen Verbinden elektronischer Bauteile
auf der Leiterplatte mittels Löthöcker von
hervorstehenden Elektroden, die an den unteren Flächen der
elektronischen Bauteile von Flip-Chips bzw. umgekehrten Chips, platziert
sind, und ähnlichen
Verfahren – um die
elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte mittels eines Transferkopfes
zu montieren, die Leiterplattenelektroden und die Löthöcker der
elektronischen Bauteile mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden,
und daher werden im Allgemeinen Bilder der Leiterplatte und der
Löthöcker der
elektronischen Bauteile mittels einer Kamera aufgenommen, wobei die
Leiterplatte und die Löthöcker erkannt
und eine Positionsverschiebung erfasst wird, und wobei dann diese
beim Montagevorgang, bevor die Löthöcker auf den
Elektroden montiert werden, korrigiert wird. 1 ist eine Draufsicht einer Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile der ersten Ausführungsform
der Erfindung, 2A ist
eine Draufsicht auf eine Leiterplatte, auf der Bauteile mittels
der Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile der ersten Ausführungsform der Erfindung zu
montieren sind, 2B ist
eine Draufsicht einer Einheitsleiterplatte, auf der Bauteile mittels
der Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile der ersten Ausführungsform der
Erfindung zu montieren sind, 3 ist
eine Blockansicht, um die Konfiguration eines Steuersystems für die Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile der ersten Ausführungsform
der Erfindung zu zeigen, 4 ist
ein Flussdiagramm des Montagevorgangs, in einem Verfahren zum Montieren
elektronischer Bauteile der ersten Ausführungsform der Erfindung, und 5A, 5B, 6A und 6B sind erläuternde
Ansichten für
Prozesse des Montageverfahrens für
elektronische Bauelemente der ersten Ausführungsform der Erfindung.
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Zunächst sei gesagt, dass die gesamte
Anordnung der Montagevorrichtung für elektronische Bauteile mit
Bezug zu 1 beschrieben
ist. In 1 ist eine Leiterplatte 102,
auf der elektronische Bauteile zu montieren sind, auf einer Transporteinrichtung
bzw. Transportbahn 101 angeordnet, die in einer X-Richtung
ausgerichtet ist. Die Transportbahn 101 empfängt die
Leiterplatte 102, die von vorne herangeführt wird,
und positioniert die Leiterplatte 102 an der Montageposition
für die
elektronischen Bauteile. Daher dient die Transportbahn 101 als
der Leiterplattenpositionierabschnitt zum Positionieren der Leiterplatte.
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Ein Bauteilezufuhrabschnitt 103 zum
Zuführen
elektronischer Bauteile ist vor der Transportbahn 101 angeordnet.
Der Bauteilezufuhrabschnitt 103 weist eine Behälterzufuhreinrichtung 104 und
eine Bandzufuhreinrichtung 106 auf. Die Behälterzufuhreinrichtung 104 enthält elektronische
Bauteile 105 mit Löthöcker, etwa
Flip-Chips, etc., die an den unteren Flächen mit Löthöckern versehen sind. Die Bandzufuhreinrichtung 106 enthält diverse
elektronische Bauteile in chipartiger Ausführung (nicht gezeigt) in einem
Zustand, so dass die elektronischen Bauteile auf einem Band gehalten
werden.
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Über
der Transportbahn 101 sind zwei Y-Achsen-Tische 107A und 107B in
der Y-Richtung angeordnet,
die senkrecht zu der Transportbahn 101 ausgerichtet ist,
wobei der Leiterplattenpositionierabschnitt dazwischen angeordnet
ist. Ein erster X-Achsen-Tisch 108 und
ein zweiter Y-Achsen-Tisch 114 sind auf den Y-Achsen-Tischen 107A und 107B angeordnet.
Ein Transferkopf 109 mit mehreren Ansaugdüsen 110 ist
an dem ersten X-Achsen-Tisch 108 angebracht und eine Leiterplattenerkennungskamera 115 ist
an dem zweiten X-Achsen-Tisch 114 angebracht.
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Wenn der Y-Tisch-Tisch 107A und
der erste X-Achsen-Tisch 108 angetrieben werden, wird der Transferkopf 109 zwischen
dem Bauteilezufuhrabschnitt 103 und der Leiterplatte 102 auf
dem Leiterplattenpositionierabschnitt (Transportbahn 101)
hin und herbewegt. Die elektronischen Bauteile 105 mit Löthöcker werden
aus der Behälterzufuhreinrichtung 104 des
Bauteilezufuhrabschnitts 103 herausgenommen und diverse
chipartige elektronische Bauteile werden aus der Bandzufuhreinrichtung 106 entnommen.
Die elektronischen Bauteile werden zu der Leiterplatte 102 transportiert
und ausgerichtet und werden dann an Montagepunkten auf der Leiterplatte 102 montiert.
Daher dienen der Y-Achsen-Tisch 107A und der erste X-Achsen-Tisch 108 als
Kopfantriebseinrichtungen.
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Wenn der Y-Achsen-Tisch 107B und
der zweite X-Achsen-Tisch 114 angetrieben werden, bewegt
sich die Leiterplattenerkennungskamera 115 horizontal in
der X-Y-Richtung
und nähert
sich der Leiterplatte 102 an oder entfernt sich von dieser,
die wiederum auf der Transportbahn 101 angeordnet ist. Die
Leiterplattenerkennungskamera 115 nähert sich einer beliebigen
Position über
der Leiterplatte 102 an und nimmt in diesem Zustand ein
Bild der beliebigen Position der Leiterplatte 102 unterhalb
der Kamera auf. Eine am Kopf befestigt Kamera 111, die
sich zusammen mit dem Transferkopf 109 bewegt, ist an dem
Transferkopf 109 angebracht. Das gleiche Objekt wird mittels
der am Kopf angebrachten Kamera 111 und der Leiterplattenerkennungskamera 115 aufgenommen,
wobei das Koordinatensystem der Leiterplattenerkennungskamera 115,
die sich unabhängig
von dem Transferkopf 109 bewegt, und das Antriebskoordinatensystem
des Transferkopfes 109 kalibriert werden können.
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Eine Bauteileerkennungskamera 113 und
ein Flussmitteltransferabschnitt 112 sind in der Bewegungsbahn
des Transferkopfes 109 zwischen dem Bauteilezufuhrabschnitt 103 und
der Transportbahn 101 angeordnet. Wenn sich der Transferkopf 109,
der die elektronischen Bauelemente, etwa Flip-Chips, in dem Bauteilezufuhrabschnitt 103 entnimmt, über die Bauteileerkennungskamera 113 hinweg
bewegt, bildet die Bauteileerkennungskamera 113 die elektronischen
Bauteile, die an den Ansaugdüsen 110 gehalten
werden, von unten ab. Folglich werden die elektronischen Bauteile
erkannt und identifiziert und ihre Positionen werden erfasst. Anschließend bewegt sich
der Transferkopf 109 zu dem Flussmitteltransferabschnitt 112 und
die gehaltenen elektronischen Bauteile werden relativ zu der Applikationsfläche des Flussmitteltransferabschnitts 112 nach
oben und unten bewegt, wodurch das Flussmittel für die Lötung auf die Löthöcker der
elektronischen Bauelemente 105 und verbundene Anschlüsse der
chipartigen elektronischen Bauteile aufgebracht wird.
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Als nächstes wird die Leiterplatte 102,
auf der die elektronischen Bauteile zu montieren sind, mit Bezug
zu den 2A und 2B erläutert. Wie in 2A gezeigt ist, ist die Leiterplatte 102 eine
Mehrfachleiterplatte, in der mehrere Einheitsleiterplatten 102A eingebaut
sind. Erkennungsmarken A und B für eine
Positionserkennung der gesamten Leiterplatte 102 sind an
diagonalen Positionen der Leiterplatte 102 ausgebildet.
Die Erkennungsmarken A und B werden mittels der Leiterplattenerkennungskamera 115 abgebildet
und die Positionen der Marken erkannt, wodurch die Position der
Leiterplatte 102 erfasst ist.
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2B zeigt
die Einheitsleiterplatte 102a. Auf jeder Einheitsleiterplatte 102a sind
diverse Anschlusselektroden, etwa eine Elektrode 116a,
ausgebildet, mit denen der Löthöcker des
Elektronikbauteils 105 verbunden wird; ferner ist eine
Elektrode 116b vorgesehen, mit welcher ein Chipteil verbunden wird.
Eine Markierungsaufbringungsposition 117 einer NG-Marke
(in der Figur als X gekennzeichnet), die angibt, ob die Einheitsplatine 102a unbrauchbar und
defekt ist, ist in einer Ecke der Einheitsleiterplatte 102a angeordnet.
Wenn ein fehlerhafter Zustand auf der Einheitsleiterplatte 102a bei
einer Vorinspektion erkannt wird, wird eine NG-Marke auf der Markierungsaufbringungsposition 117 aufgebracht.
Bei der Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile wird die Einheitsleiterplatte 102a mit
einer NG-Marke, die zum Zeitpunkt der Leiterplattenerkennung erfasst wird,
als eine NG-Leiterplatte bestimmt und wird von den Leiterplatten
ausgesondert, die mit elektronischen Bauteilen zu bestücken sind.
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Als nächstes wird die Konfiguration
des Steuersystems mit Bezug zu 3 beschrieben.
In 3 repräsentiert
ein CPU 120 einen allgemeinen Steuerabschnitt zum Ausführen einer
zentralen Steuerung der nachfolgend beschriebenen Vorrichtungsabschnitte.
Ein Programmspeicherabschnitt 121 speichert diverse Programme,
etwa ein Funktionsprogramm zum Ausführen des Montagevorgangs des
Transferkopfes 109 und ein Verarbeitungsprogramm zum Ausführen der
Erkennungsbearbeitung für
die Leiterplattenerkennung, die Bauteileerkennung, etc. Ein Datenspeicherabschnitt 122 speichert diverse
Daten, etwa Montagedaten.
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Ein Bilderkennungsabschnitt 123 führt eine Erkennungsbearbeitung
der Bilddaten durch, die von der Bildaufnahme durch die am Kopf
angebrachte Kamera 111, die Bauteileerkennungskamera 113 und die
Leiterplattenerkennungskamera 115 geliefert werden. Folglich
werden diverse Arten von Erkennungsbearbeitungen zur Kalibrierung
der Koordinatensysteme der Leiterplattenerkennungskamera 115 und
des Transferkopfes 109, Positionserfassungsvorgänge der
elektronischen Bauteile, die an dem Transferkopf 109 gehalten
werden, Positionserfassungsvorgänge
der Leiterplatte 102 auf der Transportbahn 101,
etc. durchgeführt.
Daher dient der Bilderkennungsabschnitt 123 als eine Positionserfassungseinrichtung
zum Detektieren der Position der Leiterplatte 102.
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Ein Mechanismusansteuerabschnitt 124 steuert
die folgenden Mechanismen unter der Steuerung der CPU 120 an.
Ein Leiterplattentransportmechanismus 125 ist ein Transportmechanismus
für die Leiterplatte 102 in
der Transportbahn 101. Ein Kopfantriebsmechanismus 126 (Kopfantriebseinrichtung) verfährt den
Transferkopf 109 mittels des Y-Achsen-Tisches 107a und
des ersten X-Achsen-Tisches 108. Ein Kameraantriebsmechanismus 127 verfährt die
Leiterplattenerkennungskamera 115 mittels des Y-Achsen-Tisches 107b und
des zweiten X-Achsen-Tisches 114. Wenn die CPU 120 die
Kopfantriebseinrichtung steuert, richtet sie den Transferkopf 109 relativ
zu der Leiterplatte 102 auf der Grundlage der Ergebnisse
der Positionserfassung des Bilderkennungsabschnittes 123 aus.
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Die Montagevorrichtung für elektronische Bauteile
ist in der zuvor beschriebenen Weise konfiguriert. Die Funktion
der Vorrichtung zur Montage elektronischer Bauteile wird mit Bezug
zu den 5A, 5B, 6A und 6B entsprechend
einem Ablauf aus 4 beschrieben.
In dem Ablauf aus 4 ist die
Funktion beschrieben, die an der Leiterplatte 102 bei dem
Montagevorgang durchgeführt
wird, gezeigt. Zunächst
wird die Leiterplatte 102, auf der elektronische Bauteile
zu montieren sind, von der Eingangsseite her auf der Transportbahn 101 transportiert
und wird mittels des Leiterplattenpositionierabschnitts positioniert
(ST1). Anschließend
wird die Leiterplattenerkennungskamera 115 mittels des
Kameraantriebsmechanismus 127 verfahren. Wie in 5A gezeigt ist, wird ein
Bild der Erkennungsmarke A der Leiterplatte 102 aufgenommen
und die Position wird erkannt; als nächstes wird, wie in 5B gezeigt ist, ein Bild
der Erkennungsmarke B aufgenommen und die Position wird erkannt
(ST2). Somit ist die vollständige
Position der Leiterplatte 102 erfasst.
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Danach wird eine Bearbeitung für jede Einheitsleiterplatte 102a durchgeführt. D.
h., es wird ein Bild jeder Einheitsleiterplatte 102a in
der Leiterplatte 102 aufgenommen und zunächst wird
die Anwesenheit oder das Fehlen einer NG-Marke in der Markierungsaufbringungsposition 117 (siehe 2A) erkannt, um eventuelle
NG-Einheitsleiterplatten
zu detektieren, die als fehlerhaft in der Vorverarbeitung erkannt
wurden (ST3). Die detektierte NG-Einheitsleiterplatte wird von den
Leiterplatten, auf die elektronische Bauteile aufzubringen sind,
ausgesondert und in den folgenden Schritten wird die Verarbeitung
lediglich für
einwandfreie Einheitsleiterplatten und somit nicht für die NG-Einheitsleiterplatten
durchgeführt.
Es wird ein Bild für
jede Einheitsleiterplatte 102a, die als einwandfrei erkannt
wurde, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 115 aufgenommen und
es werden Montagepunkte auf der Einheitsleiterplatte 102a erkannt (ST4).
Somit werden die Positionen der Elektroden 116a und 116b,
die in 2B gezeigt sind,
erkannt.
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Gleichzeitig mit dem Ablauf von (ST2),
(ST3) und (ST4) entnimmt, wie in den 5A und 5B gezeigt ist, der Transferkopf 109 die
elektronischen Bauteile 105 aus der Behälterzufuhreinrichtung 104 und
die chipartigen elektronischen Bauelemente aus der Bandzufuhreinrichtung 106 mittels
der Ansaugdüsen 110 und
verfährt
anschließend
zu einem Punkt über
der Bauteilerkennungskamera 113. Ein Bild der elektronischen
Bauteile, die von den Ansaugdüsen 110 gehalten
werden, wird von unten aufgenommen und die elektronischen Bauteile
werden identifiziert und deren Positionen werden erfasst. Danach
verfährt,
wie in 6A gezeigt ist,
der Transferkopf 109 zu einem Punkt über dem Flussmitteltransferabschnitt 112 und
hier wird Flussmittel auf die Löthöcker der
elektronischen Bauteile 105 und die Anschlussstellen der
chipartigen elektronischen Bauteile aufgebracht.
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Danach werden die elektronischen
Bauteile montiert (ST5). D. h., der Transferkopf 109 fährt über die
Leiterplatte 102 und montiert die gehaltenen elektronischen
Bauelemente an den Montagepunkten, der Einheitsleiterplatte 102a,
auf der die elektronischen Bauteile zu montieren sind. In diesem
Montagevorgang wird die Positionsabweichung der Elektrode 116a, 116b,
die durch das Erkennen der Montagepunkte in (ST4) ermittelt wird,
und die Positionsabweichung, die durch Erkennen der elektronischen Bauteile
mittels der Bauteilerkennungskamera 113 ermittelt wurde,
korrigiert und es wird somit ein hohes Maß an Montagepositioniergenauigkeit
erreicht.
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Danach wird bestimmt, ob es eine
Einheitsleiterplatte 102a gibt, auf welcher elektronische
Bauteile noch nicht montiert sind (ST6). Wenn eine Einheitsleiterplatte 102a,
auf der elektronische Bauteile noch nicht montiert sind, vorhanden
ist, geht der Prozess zurück
zu (ST3) und für
diese Einheitsleiterplatte 102a wird die NG-Einheitsleiterplattenerkennung (ST3),
die Erkennung der Montagepunkte (ST4) und das Montieren der elektronischen
Bauteile (ST5) ausgeführt.
Wenn eine Einheitsleiterplatte 102a auf der noch keine
elektronischen Bauelemente montiert sind, nicht vorhanden ist im
Schritt (ST6), ist der Montagevorgang abgeschlossen.
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Das Montageverfahren für elektronische Bauelemente,
das in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gezeigt ist, umfasst:
einen Bildaufnahmeschritt zum Verfahren der Leiterplattenerkennungskamera 115,
die so angeordnet ist, dass diese zur Transportbahn 101 zu
einem Punkt über
der Leiterplatte 102 vor und zurück verfahren kann, wobei ein
Bild der Leiterplatte 102 aufgenommen wird; einen Positionserfassungsschritt
zum Detektieren der Positionen der Erkennungsmarken A und B der
Leiterplatte 102 und der Positionen der Montagepunkte auf
jeder Einheitsleiterplatte 102a auf der Grundlage der Bilddaten,
die durch das Aufnehmen des Bildes bereitgestellt werden; einen
Schritt zum Herausnehmen der elektronischen Bauteile aus dem Bauteilezufuhrabschnitt 103 mittels
des Transferkopfes 109 und einen Bauteilemontageschritt
zum Verfahren des Transferkopfes 109 über die Leiterplatte 102 und zum
Montieren der elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte 102 auf
der Grundlage des Ergebnisses der Positionserfassung.
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Wenn die Schritte ausgeführt werden,
werden der Schritt des Bildaufnehmens mittels der Leiterplattenerkennungskamera 115 und
das Entnehmen der Bauteile mittels des Transferkopfes 109 gleichzeitig
ausgeführt
und eine Positionserfassung wird auf der Grundlage des Ergebnisses
des aufgenommenen Bildes ausgeführt,
so dass dann unmittelbar zu dem Schritt des Bauteilemontierens übergegangen
werden kann. In dieser Ausführungsform wird
ein Bild für
jede Einheitsleiterplatte im Schritt des Bildaufnehmens ausgeführt, und
es wird ein Bild der Einheitsleiterplatte 102a in einem
Zustand unmittelbar vor der Montage der elektronischen Bauelemente aufgenommen,
so dass, selbst wenn die elektronischen Bauteile auf einer Leiterplatte
montiert werden, die sich leicht verformt, etwa ein Substratband, die
Qualität
der Montage hinsichtlich der Positioniergenauigkeit ausgezeichnet
ist.
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Es wurde ein Beispiel angegeben,
wobei lediglich die Positionserfassung der Leiterplatte 102 ausgeführt wird,
wenn die Leiterplattenerkennungskamera 115 ein Bild der
Leiterplatte 102 aufnimmt. Beim Vorgang des Aufnehmens
der Bilder der Einheitsleiterplatten der Reihe nach wird auch ein
Bild jeder Einheitsleiterplatte aufgenommen, auf denen die elektronischen
Bauteile bereits montiert sind, und das Vorhandensein oder das Fehlen
der elektronischen Bauteile und die Positionsabweichung kann auf
der Grundlage des Ergebnisses des aufgenommenen Bildes zur Ausführung einer
Inspizierung des Montagezustandes erfasst werden. Die Leiterplattenerkennungskamera 115 ist
somit unabhängig
von dem Transferkopf 109 vorgesehen, so dass die Leiterplattenerkennungskamera 115 für einen
anderen Zweck verwendbar ist und es kann ein flexibleres Montageverfahren
bereitgestellt werden.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Anschluss wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen erläutert. Die
Positioniergenauigkeit zur Montage elektronischer Bauteile auf Leiterplattenelektroden
wird mit der Miniaturisierung der elektronischen Bauteile und mit
dem Fortschreiten der Packungsdichte anspruchsvoller. Um beispielsweise elektronische
Bauteile mit einer geringen Größe von 0.6
mm × 0.3
mm zu montieren, ist eine äußerst hohe Positioniergenauigkeit
erforderlich. In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird
dann ein Lotmittel nach dem Aufbringen erkannt und die Position wird
so bestimmt, dass die elektronischen Bauteile korrekt in Bezug auf
ein Lot, das auf Leiterplattenelektroden aufgedruckt ist, ausgerichtet
werden, wobei die Sollpositionskoordinaten zur Montage der elektronischen
Bauteile auf der Leiterplatte korrigiert werden. 7 ist eine Draufsicht einer Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile der zweiten Ausführungsform
der Erfindung. 8A und 8B sind Teildraufsichten
einer Leiterplatte, auf der Bauteile mittels der Montagevorrichtung
für elektronische Bauteile
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zu montieren sind, 9 ist
eine Blockansicht zur Darstellung der Konfiguration eines Steuersystems der
Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile der zweiten Ausführungsform der Erfindung, 10 ist ein Flussdiagramm
zur Aktualisierung der Montagekoordinaten der Montagevorrichtung
für elektronische
Bauteile der zweiten Ausführungsform
der Erfindung und 11A und 11B, 12A und 12B sind
erläuternde
Ansichten für
die Prozesse eines Montageverfahrens für elektronische Bauteile der
zweiten Ausführungsführungsform
der Erfindung.
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Zunächst wird die Gesamtkonfiguration
der Montagevorrichtung für
elektronische Bauteile mit Bezug zu 7 erläutert. In 7 ist eine Leiterplatte 202,
auf der elektronische Bauteile zu montieren sind, auf einer Transporteinrichtung
bzw. Transportbahn 201 angeordnet, die in einer X-Richtung
ausgerichtet ist. Die Transportbahn 201 empfängt die
Leiterplatte 202, die von der Eingangsseite her weitertransportiert
wird und positioniert die Leiterplatte 202 an der Montageposition
für die
elektronischen Bauteile. Daher dient die Transportbahn 201 als
der Leiterplattenpositionsabschnitt zum Positionieren der Leiterplatte.
In einem vorgeschalteten Prozess wird eine Lotpaste auf jede Anschlusselektrode
der transportierten Leiterplatte 202 aufgebracht und ein
elektronisches Bauteil wird auf der Lotpaste montiert.
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Ein Bauteilzufuhrabschnitt 203 zum
Zuführen
elektronischer Bauteile ist vor der Transportbahn 201 angeordnet.
Der Bauteilezufuhrabschnitt 203 umfasst eine große Anzahl
von Bandzufuhreinrichtungen 204, die nebeneinander angeordnet
sind. Die Bandzufuhreinrichtungen 206 enthalten diverse
elektronische Bauteile in einem Zustand, in dem die elektronischen
Bauteile auf einem Band gehalten sind, und führen die elektronischen Bauteile
einer Entnahmeposition für
einen Transferkopf 207 zu, der später beschrieben wird.
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Über
der Transportbahn 201 sind zwei Y-Achsen-Tische 205A und 205B in
der Y-Richtung angeordnet,
die senkrecht zu der Transportbahn 201 ausgerichtet ist,
wobei der Leiterplattenpositionierabschnitt dazwischen angeordnet
ist. Ein erster X-Achsen-Tisch 206 und
ein zweiter X-Achsen-Tisch 211 sind auf den Y-Achsen-Tischen 205A und 205B angeordnet.
Der Transferkopf 207 mit mehreren Ansaugdüsen 208 ist
an dem ersten X-Achsen-Tisch 206 befestigt und eine Leiterplattenerkennungskamera 212 ist
an dem zweiten X-Achsen-Tisch 211 befestigt.
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Wenn der Y-Achsen-Tisch 205A und
der erste X-Achsen-Tisch 211 verfahren werden, wird der Transferkopf 207 zwischen
dem Bauteilezufuhrabschnitt 203 und der Leiterplatte 202 auf
dem Leiterplattenpositionierabschnitt (Transportbahn 201)
hin- und herbewegt. Die elektronischen Bauteile werden aus der Bandzufuhreinrichtung 204 des
Bauteilezufuhrabschnitts 203 aufgenommen und werden zu
der Leiterplatte 202 transportiert und darauf montiert.
Daher dienen der Y-Achsen-Tisch 205A und der erste X-Achsen-Tisch 206 als
eine Transferkopfantriebseinrichtung.
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Wenn der Y-Achsen-Tisch 205B und
der zweite X-Achsen-Tisch 211 verfahren werden, macht die
Leiterplattenerkennungskamera 212 eine horizontale Bewegung
in der X-Y-Richtung
und bewegt sich auf die Leiterplatte 202 zu oder entfernt
sich von dieser, die auf der Transportbahn 201 positioniert
ist. Die Leiterplattenerkennungskamera 212 verfährt zu einer
beliebigen Position über
der Leiterplatte 202 und nimmt in diesem Zustand ein Bild
der beliebigen Position der Leiterplatte 202 unterhalb
der Kamera auf. Folglich können
die Positionen und die Formen der zu erkennenden Objekte auf der
Leiterplatte 202 erfasst werden. D. h., die Positionen
von Erkennungsmarken, die auf der Leiterplatte 202 gebildet sind
und die Positionen der Elektroden 202a, mit denen die elektronischen
Bauteile zu verbinden sind, werden erfasst und ein Bild der Lotpaste
S, die auf jede Elektrode 202a aufgebracht ist, wird aufgenommen,
wobei die Position der Lotpaste S detektiert werden kann, wie dies
nachfolgend beschrieben ist.
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Eine am Kopf angebrachte Kamera 209,
die sich zusammen mit dem Transferkopf 207 bewegt, ist an
dem Transferkopf 207 angebracht. Das gleiche Objekt wird
daher von der am Kopf befestigten Kamera 209 und der Leiterplattenerkennungskamera 212 aufgenommen,
wobei das Koordinatensystem der Leiterplattenerkennungskamera 212,
die sich unabhängig
von dem Transferkopf 207 bewegt, und das Antriebskoordinatensystem
des Transferkopfes 207 kalibriert werden können.
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Eine Bauteileerkennungskamera 210 ist
in der Bahn des Transferkopfes 207 zwischen dem Bauteilezufuhrabschnitt 203 und
der Transportbahn 201 angeordnet. Wenn der Transferkopf 207,
der die elektronischen Bauteile in dem Bauteilzufuhrabschnitt 203 entnimmt, über die
Bauteileerkennungskamera 210 hinwegfährt, bildet die Bauteileerkennungskamera 210 Bilder
der elektronischen Bauteile, die von den Ansaugdüsen 208 gehalten werden,
von unten ab. Daher werden die elektronischen Bauteile erkannt und
identifiziert und deren Position werden erfasst.
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Als nächstes wird die Leiterplatte 202,
die mit den elektronischen Bauteilen zu bestücken ist, mit Bezug zu den 8A und 8B erläutert. Wie in 8 gezeigt ist, ist die Leiterplatte 202 mit
einer großen Anzahl
der Elektroden 202a versehen, mit denen die Verbindungsanschlüsse der
elektronischen Bauteile mittels eines Lotes zu verbinden sind. Ein
Paar oberer und unterer Elektroden 202a ist entsprechend
den beiden Anschlüssen
eines chipartigen elektronischen Bauteils vorgesehen. D. h., P1,
P2 und P3, die jeweils den Mittelpunkt der Elektroden 202a bezeichnen,
sind Montagepunkte der elektronischen Bauteile; relative Positionskoordinaten
zwischen einer Erkennungsmarke A, die auf die Leiterplatte 202 aufgebracht
ist, und den Punkten P1, P2 und P3 (x1, y1), (x2, y2), und (x3,
y3) sind Montagekoordinaten, die die Positionen der Montagepunkte
kennzeichnen. Diese Montagekoordinaten sind in einem Datenspeicherabschnitt 222 als
Montagedaten für
jeden Leiterplattentyp gespeichert, wie dies später beschrieben wird.
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8B zeigt
die Leiterplatte 202 in einem Zustand, in welchem eine
Lotpaste mittels eines der Montage der elektronischen Bauteile vorgeschalteten
Prozesses aufgedruckt ist. Die Lotpaste S entsprechend der Form
der Elektrode wird auf jede Elektrode 202a mittels eines
Siebdruckers aufgedruckt. Die Lotpaste S stimmt nicht notwendigerweise
mit der Position der Elektrode 202a überein, da diverse Faktoren,
etwa ein Masken-Leiterplatten-Justierfehler
etc., im Druckvorgang auftreten kann und somit eine Positionsabweichung
abhängig
von der Elektrode 202a entstehen kann.
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D. h., Mittelpunkte P1', P2' und P3' der Lotpaste S,
die auf zwei Paare oberer und unterer Elektroden aufgedruckt ist,
stimmen nicht mit P1, P2 und P3, die in 8A gezeigt sind, überein, und können von
Elektrode zu Elektrode variieren. In einem Montageverfahren für elektronische
Bauteile, das in der Ausführungsform
dargestellt ist, werden P1',
P2' und P3' anstelle der Sollpositionen
P1, P2 und P3 für
die wesentlichen Montagedaten als die Sollpositionen zur Montage
der elektronischen Bauteile verwendet, so dass eine Störung zum
Lötzeitpunkt,
der durch eine Positionsverschiebung relativ zu der Lotpaste S des
Anschlusses des Elektronikbauteils hervorgerufen würde, vermieden
wird.
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Als nächstes wird die Konfiguration
des Steuersystems der Montagevorrichtung für elektronische Bauteile mit
Bezug zu 9 erläutert. In 9 repräsentiert eine CPU 220 einen
Steuerabschnitt zum Durchführen
von Berechnungen, die für
den Betrieb und das Arbeiten der gesamten Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile erforderlich sind. Ein Programmspeicherabschnitt 221 speichert
diverse Programme, etwa ein Funktionsprogramm zum Ausführen des
Montagevorganges des Transferkopfes 207 und ein Bearbeitungsprogramm
zum Durchführen
einer Erkennungsbearbeitung für
die Leiterplattenerkennung, die Bauteileerkennung, etc. Ein Datenspeicherabschnitt 222 speichert
diverse Daten, etwa Montagedaten, wie sie in 8A gezeigt sind.
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Ein Bilderkennungsabschnitt 223 führt eine Erkennungsbearbeitung
der Bilddaten durch, die durch eine Bildaufnahme der am Kopf angebrachten Kamera 209,
der Bauteileerkennungskamera 210 und der Leiterplattenerkennungskamera 212 bereitgestellt
werden. Es werden folglich diverse Arten an Erkennungsbearbeitung
für Kalibrierung
der Koordinatensysteme der Leiterplattenerkennungskamera 212 und
des Transferkopfes 207, für die Positionserfassung der
elektronischen Bauteile, die auf dem Transferkopf 207 gehalten
werden, die Positionserfassung der Lotpaste S, die auf die Leiterplatte 202 aufgedruckt
ist, etc. durchgeführt.
Daher dient der Bilderkennungsabschnitt 223 als eine Lotpositionserfassungseinrichtung.
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Ein Montagekoordinatenberechnungsabschnitt 224 berechnet
die Montagekoordinaten beim Montagevorgang der elektronischen Bauteile
durch den Transferkopf 207 auf der Grundlage der Lotpositionserfassungsergebnisse
des Bilderkennungsabschnittes 223. D. h., wie in 8B gezeigt ist, berechnet
der Montagekoordinatenberechnungsabschnitt 224 relative
Positionskoordinaten der Lotpastenmittelpunkte P1', P2' und P3' in Bezug auf die
Erkennungsmarke A (x'1,
y'1 ), (x'2, y'2) und (x'3, y'3) als neue Montagekoordinaten,
wobei die Lotpastenpositionsabweichung auf der Grundlage der Positionen
der Lotpaste S entsprechend den Elektroden 202a korrigiert
ist.
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Die berechneten Montagekoordinaten
werden an den Datenspeicherabschnitt 222 übermittelt, wobei
die Montagekoordinaten aktualisiert werden. D. h., die Montagekoordinaten,
die auf der Grundlage der Elektrodenpositionskoordinaten von den
Entwurfsdaten bestimmt sind, werden anfänglich in dem Datenspeicherabschnitt 222 gespeichert;
nachdem die Lotpastenpositionen erfasst sind, werden die Montagekoordinaten
mit den berechneten Montagekoordinaten zur Aktualisierung der Daten überschrieben.
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Ein Mechanismusansteuerabschnitt 225 steuert
den folgenden Mechanismus unter der Kontrolle der CPU 220 an:
Ein Leiterplattentransportmechanismus 226 repräsentiert
einen Transportmechanismus für
die Leiterplatte 202 in der Transporteinrichtung bzw. Transportbahn 201.
Ein Kopfantriebsmechanismus 227 (Kopfantriebseinrichtung)
verfährt den
Transferkopf 207 mittels des Y-Achsen-Tisches 205A und
des ersten X-Achsen-Tisches 206.
Wenn der Transferkopf 207 den Vorgang der Bauteilmontage
an der Leiterplatte 202 ausführt, wird der Kopfantriebsmechanismus 227 auf
der Grundlage der aktualisierten Montagedaten angesteuert. Ein Kameraantriebsmechanismus 228 verfährt die
Leiterplattenerkennungskamera 212 mittels des Y-Achsen-Tisches 205B und
des zweiten X-Achsen-Tisches 211. Wenn die CPU 220 die
Kopfantriebseinrichtung steuert, justiert sie dabei den Transferkopf 207 relativ
zu der Leiterplatte 202 auf der Grundlage der aktualisierten Montagekoordinaten.
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Die Montagevorrichtung für elektronische Bauteile
ist in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildet. Das Montageverfahren
der Montagevorrichtung für
die elektronischen Bauteile wird nachfolgend erläutert. Hierbei wird zur Montage
der elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte 202 mit
Lotpaste, die in einem vorgeschalteten Prozess aufgebracht wird,
die Lotpastendruckposition zuvor für jede Elektrode erfasst und
die Montagekoordinaten werden auf der Grundlage des Ergebnisses
der Erfassung der Lotpastenposition aktualisiert. Dieser Prozessablauf
zur Aktualisierung der Montagedaten wird mit Bezug zu 10 erläutert.
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Zunächst wird in 10 die Leiterplatte 202, auf
der bereits Lotpaste aufgedruckt ist, auf der Transportbahn 201 transportiert
und wird mittels dem Leiterplattenpositionierabschnitt positioniert
(ST1). Anschließend
wird die Leiterplattenerkennungskamera 212 über die
Leiterplatte 202 gefahren, ein Bild der Erkennungsmark
A der Leiterplatte 202 (siehe 8) mittels der Leiterplattenerkennungskamera 212 aufgenommen
und die Position der Leiterplatte 202 erkannt (ST2). Anschließend wird
der Kameraantriebsmechanismus 228 zum Positionieren der
Leiterplattenerkennungskamera 212 über der Elektrode 202a,
deren Position zu erfassen ist, angesteuert (ST3), und es wird ein
Bild der Elektrode 202a mittels der Leiterplattenerkennungskamera 212 zur
Gewinnung von Bilddaten aufgenommen (ST4). Um die Leiterplattenerkennungskamera 212 zu
verfahren, wenn jede der Elektrode 202a abgebildet wird,
werden die Montagepositionsdaten, die auf der Grundlage der Entwurfsdaten
vorbereitet und in dem Datenspeicherabschnitt 222 gespeichert
sind, angewendet.
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Anschließend wird, wie in 8B gezeigt ist, die auf
die Elektrode 202a aufgedruckte Lotpaste S durch den Bilderkennungsabschnitt 223 auf
der Grundlage der gewonnenen Bilddaten erkannt und die Lotposition
wird erfasst (ST5). Anschließend
wird bestimmt, ob eine nächste
Elektrode 202, die zu erfassen ist, vorhanden ist oder
nicht (ST6). Wenn eine nächste
zu erfassende Elektrode 202a vorhanden ist, kehrt der Steuerungsablauf
zum Schritt ST3 zurück und
die Detektion der Lotpastenposition wird wiederholt. Wenn im Schritt
ST6 erkannt wird, dass Elektroden erfasst worden sind, berechnet
der Montagekoordinatenberechnungsabschnitt 224 die Relativkoordinaten
der Druckpunkte P1',
P2', P3' ... (baryzentrische
Position der Lotpaste, die auf ein Elektrodenpaar 202a aufgedruckt
ist) in Bezug auf die Erkennungsmarke A (x'1, y'1),
(x'2, y'2), (x'3, y'3), ..., als Montagekoordinaten
auf der Grundlage der Ergebnisse der Lotpastenpositionserfassung
und speichert die Koordinaten in dem Datenspeicherabschnitt 222 (ST8).
Die Bearbeitung zur Vorbereitung der Montagepositionsdaten unter
Berücksichtigung
der Lotpastenpositionsabweichung ist somit abgeschlossen.
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Gleichzeitig zum Ablauf der Schritte
(ST1) bis (ST8) entnimmt der Transferkopf 207 die elektronischen
Bauteile aus der Bandzufuhreinrichtung des Bauteilezufuhrabschnitts 203 mittels
der Ansaugdüsen 208,
wie dies in 11A gezeigt
ist, und fährt
anschließend
zu einem Punkt über
der Bauteileerkennungskamera 210, wie in 11B gezeigt ist. Der Transferkopf 207 führt eine
horizontale Bewegung mit einer vorbestimmten Abtastgeschwindigkeit über die
Bauteileerkennungskamera 210 hinweg aus, wobei die durch
die Ansaugdüsen 208 gehaltenen
elektronischen Bauteile der Reihe nach von unten abgebildet werden.
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12A zeigt
den Zustand, in welchem die Bildaufnahme in dieser Weise abgeschlossen
ist. Der Bilderkennungsabschnitt 223 führt eine Erkennungsbearbeitung
des von dem Bildaufnahmesystem gelieferten Bildes durch, wodurch
die elektronischen Bauteile erkannt und deren Positionen erfasst
werden. In diesem Zustand fährt
die Leiterplattenerkennungskamera 212 von einer Position über der
Leiterplatte 202 zurück
und behindert damit nicht das Verfahren des Transferkopfes 207 auf
eine Position über
der Leiterplatte 202.
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Danach fährt, wie in 12B gezeigt ist, der Transferkopf 207 über die
Leiterplatte 202 und montiert die gehaltenen elektronischen
Bauteile an dem Montagepunkt der Leiterplatte 202. Bei
diesem Montagevorgang werden die elektronischen Bauteile auf den
Elektroden 202a entsprechend den Montagekoordinaten montiert,
die auf der Grundlage des zuvor beschriebenen Ergebnisses der Lotpastenerfassung aktualisiert
sind. D. h., wenn die gedruckte Lotpaste S eine Positionsverschiebung
relativ zu der Elektrode 202a erlebt, wie dies in 8B gezeigt ist, werden die
elektronischen Bauteile an den Druckpunkten für die Lotpaste S P'1, P'2, P'3 ... als die Sollpositionen montiert
anstelle der Positionen der Elektroden 202a. Daher werden
die Anschlüsse
der elektronischen Bauteile ohne eine Positionsverschiebung relativ
zu der Lotpaste S montiert, obwohl die Bauteile eine verschobene
Lage relativ zu den Elektroden 202a aufweisen.
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Danach wird die Leiterplatte 202 mit
den an den Elektrodenpositionen montierten elektronischen Bauteilen
zu einem Lötprozess
transportiert und erwärmt,
wobei die Lotpaste S geschmolzen und die Anschlüsse der elektronischen Bauteile
durch Lötung mit
den Elektroden 202a verbunden werden. Zu dieser Zeit wird
der Anschluss, der im verschobenen Zustand relativ zu der Elektrode 202a vor
dem Erwärmen
angeordnet ist, in die Nähe
der Elektrode 202a durch die selbstjustierende Wirkung
gebracht, wenn die Lotpaste S geschmolzen wird, d. h. durch die
Wirkung des Ausbreitens des geschmolzenen Lotes entlang der Oberfläche der
Elektrode 202a, und wird dann mit der Elektrode 202a an
der korrekten Position und der korrekten Höhe in Bezug auf die Elektrode 202a ohne
Positionsverschiebung durch Lötung
verbunden.
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Wie zuvor beschrieben ist, werden
in dieser Ausführungsform
die Montagepositionsdaten auf der Grundlage von Messergebnissen
der Lotaufdruckposition auf dem tatsächlichen Substrat erstellt.
Somit kann eine Verschiebung der Montageposition jedes elektronischen
Bauteils, die durch Variationen in den Lotaufdruckpositionen auf
der Leiterplatte hervorgerufen werden, verhindert werden und wenn
die elektronischen Bauteile mit geringer Größe, die eine hohe Montiergenauigkeit
erfordern, zu bestücken
sind, ist es möglich,
eine Positionsverschiebung der elektronischen Bauteile nach der
Lötung
zu verhindern und eine durch Montage hervorgerufene Defektrate zu
reduzieren.
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Das Montageverfahren für elektronische Bauelemente,
das in der zuvor beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist,
umfasst: einen Bildaufnahmeschritt, wobei die Leiterplattenerkennungskamera 212 verfahren
wird, die so angeordnet ist, dass diese sich von der Transportbahn 201 zu
einem Punkt über
der Leiterplatte 202 hin- und zurückbewegen kann und ein Bild
der Leiterplatte 202 aufnehmen kann; einen Lotpositionsertassungsschritt
zum Erfassen der Positionen von Lotpastenpunkte, die auf die Elektroden 202a der
Leiterplatte 202 aufgedruckt sind, auf der Grundlage der
Bilddaten, die von der Bildaufnahme geliefert werden; einen Montagekoordinatenberechnungsschritt
zum Berechnen der Montagekoordinaten beim Montagevorgang der elektronischen
Bauteile durch den Transferkopf 207 auf der Grundlage des
Ergebnisses der Lotpastenpositionserfassung; und einen Bauteilemontageschritt
zum Durchführen
der Justierung mittels der Kopfantriebseinrichtung auf der Grundlage
der Montagekoordinaten, und zum Montieren der elektronischen Bauteile auf
der Leiterplatte 202.
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Beim Ausführen der Schritte werden der Schritt
des Bildaufnehmens mittels der Leiterplattenerkennungskamera 212 zum
Erfassen der Lotpastenpositionen und der Schritt zum Entnehmen der Bauteile
mittels des Transferkopfes 207 gleichzeitig ausgeführt und
die Montagekoordinaten werden auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses
für die Lotpastenposition
berechnet, so dass dann unmittelbar ein Übergang zu dem Schritt des
Bauteilemontierens erfolgen kann. Dadurch kann die Taktzeit verkürzt werden
und die elektronischen Bauteile können effizienter montiert werden
als dies in dem konventionellen Verfahren der Fall ist, in welchem
der Schritt des Bildaufnehmens und das Herausnehmen der Bauteile
im gleichen Zyklus stattfindet.
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Erfindungsgemäß findet der Vorgang der Bildaufnahme
einer Leiterplatte in dem Leiterplattenpositionierabschnitt und
der Vorgang des Herausnehmens der elektronischen Bauteile durch
den Transferkopf in dem Bauteilzufuhrabschnitt gleichzeitig statt,
so dass die Taktzeit verkürzt
werden kann und die elektronischen Bauteile effizient auf der Leiterplatte
montiert werden können.
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Die vorliegende Erfindung beruht
auf den japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-240820 und 2002-240821, die hiermit
durch Bezugnahme mit eingeschlossen sind.
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Obwohl lediglich gewisse Ausführungsformen
der Erfindung im Speziellen beschrieben sind, ist es offensichtlich,
dass diverse Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne
vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
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Zusammenfassung
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Um eine Montagevorrichtung für elektronische
Bauteile und ein Montageverfahren für elektronische Bauteile bereitzustellen,
die ein effizientes Montieren elektronischer Bauteile auf einer
Leiterplatte ermöglicht,
wird bereitgestellt: eine Montagevorrichtung für elektronische Bauteile zum
Entnehmen elektronischer Bauteile aus einem Bauteilezufuhrabschnitt
mittels eines Transferkopfes und zum Transportieren zu und zum Montieren
der elektronischen Bauteile auf eine Leiterplatte, wobei die Vorrichtung
eine Leiterplattenerkennungskamera aufweist, die unabhängig von
dem Transferkopf verfahrbar ist, und zu der Leiterplatte, die auf
einer Transferpassage positioniert ist, hin und zurück verfahren werden
kann, um ein Bild der Leiterplatte zur Erfassung der Position aufzunehmen.
Das Aufnehmen des Bildes der Leiterplatte mittels der Leiterplattenerkennungskamera
und das Entnehmen der Bauteile in dem Bauteilzufuhrabschnitt mittels
des Transferkopfes werden gleichzeitig ausgeführt. Somit kann die Taktzeit
verkürzt
werden und die elektronischen Bauteile können effizient auf der Leiterplatte
montiert werden.